Ilustrasi seorang seniman tentang asteroid biner Patroclus (tengah) dan Menoetius. Kredit gambar: W.M. Keck Observatory. klik untuk memperbesar
Sepasang terikat komet es mirip dengan bola salju kotor yang berputar di luar orbit Neptunus telah ditemukan bersembunyi di bayang-bayang Jupiter.
Para astronom di University of California, Berkeley, bekerja dengan rekan-rekannya di Perancis dan di Teleskop Keck di Hawaii, telah menghitung kepadatan sistem asteroid biner yang diketahui memiliki orbit Orbit, dan menyimpulkan bahwa Patroclus dan rekannya mungkin sebagian besar terdiri dari air. es tertutupi oleh patina tanah.
Karena bola salju kotor diperkirakan telah terbentuk di luar tata surya, dari mana mereka kadang-kadang copot dan berakhir melingkar lebih dekat ke matahari sebagai komet, tim menyarankan bahwa asteroid mungkin terbentuk jauh dari matahari. Kemungkinan besar ditangkap di salah satu titik Troya Jupiter - dua pusaran di mana puing-puing berkumpul di orbit Jupiter - selama periode ketika tata surya bagian dalam dibombardir secara intens oleh komet, sekitar 650 juta tahun setelah pembentukan tata surya.
Jika dikonfirmasi, ini bisa berarti bahwa banyak atau sebagian besar dari ribuan kemungkinan asteroid Trojan Jupiter adalah bola salju kotor yang berasal lebih jauh dari matahari dan pada saat yang sama dengan benda-benda yang sekarang menempati Sabuk Kuiper.
"Ini kecurigaan kami bahwa Trojan adalah objek Sabuk Kuiper kecil," kata pemimpin studi Franck Marchis, seorang astronom penelitian di UC Berkeley.
Marchis dan rekan dari Institut de M ?? bf? Canique C ?? bf? Leste et Menghitung d '?? bf? Ph ?? bf? M ?? bf? Rides (IMCCE) di Observatoire de Paris dan dari WM Keck Observatory melaporkan temuan mereka dalam Nature edisi 2 Februari.
Kesimpulan tim menambah dukungan untuk hipotesis terbaru tentang evolusi orbit planet terbesar tata surya kita, Jupiter, Saturnus, Uranus dan Neptunus, diajukan oleh sekelompok peneliti yang dipimpin oleh Alessandro Morbidelli, seorang astronom teoretis dengan Conseil National de Laboratorium Ilmiah la Recherche dari Observatoire de la Cote d'Azur, Nice, Prancis.
Diagram asteroid 617 Patroclus dan rekannya di tata surya
Dalam makalah Nature tahun lalu, Morbidelli dan rekannya mengusulkan bahwa komet es akan ditangkap di titik-titik Troya Jupiter selama sejarah awal tata surya. Menurut skenario mereka, selama beberapa ratus juta tahun pertama setelah kelahiran tata surya, planet-planet gas besar mengorbit lebih dekat ke matahari, diselimuti awan miliaran asteroid besar yang disebut planetesimal, mungkin 100 kilometer (62 mil) di diameter atau kurang. Interaksi dengan planet-planet ini menyebabkan planet-planet gas besar bermigrasi ke luar sampai sekitar 3,9 miliar tahun yang lalu, ketika Jupiter dan Saturnus memasuki orbit resonansi dan mulai melemparkan planet-planet di sekitar seperti confetti, beberapa dari mereka meninggalkan tata surya untuk selamanya.
Sebagian besar planet yang tersisa menetap di orbit di luar Neptunus - Sabuk Kuiper saat ini dan sumber komet periode pendek - tetapi sejumlah kecil ditangkap dalam pusaran Trojan dari planet-planet raksasa, khususnya Jupiter.
"Ini adalah pertama kalinya seseorang menentukan secara langsung kepadatan asteroid Trojan, dan itu mendukung skenario baru yang diusulkan oleh Morbidelli," kata rekan penulis Daniel Hestroffer, seorang astronom di IMCEE. "Asteroid ini akan ditangkap di titik-titik Trojan pada saat planet berbatu masih terbentuk, dan gangguan planetesimal ini sekitar 650 juta tahun setelah kelahiran tata surya bisa menciptakan pemboman akhir bulan dan Mars . "
Meskipun Marchis menyebut skenario itu sebagai "cerita yang bagus," ia mengakui bahwa lebih banyak pekerjaan yang harus dilakukan untuk memberikan dukungan untuk itu.
"Kita perlu menemukan lebih banyak Trojan biner dan mengamati mereka untuk melihat apakah kepadatan rendah adalah karakteristik semua Trojan," katanya.
Asteroid Trojan adalah mereka yang terperangkap dalam apa yang disebut titik Lagrange orbit Jupiter, yang terletak pada jarak yang sama dari Jupiter dengan Jupiter dari matahari - 5 unit astronomi, atau 465 juta mil. Titik-titik ini, satu yang mengarah dan yang lainnya mengikuti Jupiter, adalah tempat-tempat yang menjadi daya tarik gravitasi matahari dan Jupiter yang seimbang, memungkinkan puing-puing untuk mengumpulkan seperti kelinci debu di sudut ruangan. Ratusan asteroid telah ditemukan di titik-titik terdepan (L4) dan tertinggal (L5), masing-masing mengorbit di sekitar titik itu seolah-olah di dalam pusaran.
Asteroid 617 Patroclus, awalnya ditemukan di L5 dan dinamai pada tahun 1906, ditemukan memiliki pendamping pada tahun 2001, dan sejauh ini adalah satu-satunya biner Trojan yang dikenal. Penemu tidak dapat memperkirakan orbit komponen karena mereka memiliki terlalu sedikit pengamatan.
Seperti pemburu asteroid berpengalaman, Marchis dan rekan-rekannya pada bulan Agustus tahun ini menemukan sistem asteroid rangkap tiga pertama, 87 Sylvia, lebih dekat ke matahari di sabuk asteroid utama antara Mars dan Jupiter, dan menggunakan teleskop 8 meter yang kuat di Eropa Selatan Teleskop Sangat Besar Observatory di Chili untuk mempelajari tiga objek. Mereka mampu memetakan orbit asteroid untuk memperkirakan kepadatan Sylvia, dari mana mereka menyimpulkan itu adalah tumpukan puing-puing batuan yang longgar dan dikemas.
Tim Prancis dan Amerika mencoba teknik yang sama dengan Patroclus yang jauh lebih jauh, menggunakan data pencitraan dari Sistem Bintang Pemandu Laser Keck II di Observatorium W. Keck di Mauna Kea, yang menghasilkan resolusi tajam yang tidak mungkin dilakukan dengan teleskop berbasis darat lainnya .
"Sebelumnya, kita hanya bisa melihat benda di dekat bintang referensi yang terang, membatasi penggunaan optik adaptif untuk sebagian kecil dari surga," kata Marchis. "Sekarang, kita dapat menggunakan optik adaptif untuk melihat hampir semua titik di langit."
Sistem bintang panduan laser menggunakan sinar laser untuk mengeluarkan atom natrium dalam tempat kecil di atmosfer atas. "Bintang" buatan ini digunakan untuk mengukur turbulensi atmosfer, yang kemudian dihapus oleh cermin bergerak dari sistem optik adaptif Keck.
Dengan sistem yang memberikan resolusi 58 miliar detik yang tak tertandingi, tim Keck melakukan lima pengamatan dalam inframerah antara November 2004 dan Juli 2005. Marchis dan rekan-rekannya menentukan bahwa kepadatan Patroclus dan rekannya, yang memiliki ukuran dan lingkaran yang sama di sekitar mereka. pusat massa setiap 4,3 hari pada jarak 680 kilometer (423 mil), sangat rendah: 0,8 gram per sentimeter kubik, sekitar sepertiga dari batu dan cukup ringan untuk mengapung di air. Dengan asumsi komposisi berbatu mirip dengan bulan Jupiter Callisto dan Ganymede, komponen sistem harus sangat longgar - sekitar setengah ruang kosong, karakteristik internal yang tidak diharapkan untuk sistem biner ukuran yang sama, para peneliti menyimpulkan .
Tim menyarankan komposisi es air yang lebih masuk akal dengan hanya 15 persen ruang terbuka, yang membuat benda-benda ini mirip dengan komet dan benda-benda kecil Sabuk Kuiper, yang telah ditentukan memiliki kepadatan kurang dari air.
Marchis mencurigai bahwa sistem biner terbentuk ketika satu asteroid besar tercabik-cabik oleh tarikan gravitasi Jupiter.
"Sistem Patroclus menampilkan karakteristik yang mirip dengan Asteroid Dekat Bumi biner, yang diyakini telah terbentuk selama pertemuan dengan planet terestrial oleh pemisahan pasang surut," katanya. "Dalam kasus asteroid Trojan, hanya ketika karya kolaborator kami diterbitkan baru-baru ini kami dapat menyarankan bahwa pertemuan ini dengan Jupiter."
Karena dalam Homer Iliad, Patroclus adalah teman Achilles dan pahlawan Perang Troya, Achilles akan menjadi nama yang tepat untuk salah satu dari dua asteroid, yang berukuran hampir sama. Namun, asteroid lain sudah memiliki nama Achilles, sehingga Marchis dan rekan-rekannya mengusulkan penamaan anggota terkecil dari sistem biner Menoetius, setelah ayah Patroclus. Komite Nama Tubuh Kecil dari Serikat Astronomi Internasional secara tentatif menerima nama itu. Asteroid yang ditunjuk Menoetius memiliki diameter sekitar 112 kilometer (70 mil), sementara Patroclus memiliki lebar sekitar 122 kilometer (76 mil).
Selain Marchis, tim termasuk profesor astronomi Imke de Pater dan sesama postdoctoral Michael H. Wong dari UC Berkeley; Daniel Hestroffer, Pascal Descamps, J ?? bf? R ?? bf? Me Berthier dan Fr ?? bf? D ?? bf? Ric Vachier dari Institut de M ?? bf? Canique C ?? bf? Leste et de Calculs des ?? bf? ph ?? bf? m ?? bf? rides (IMCCE); dan Antonin Bouchez, Randall Campbell, Jason Chin, Marcos van Dam, Scott Hartman, Erik Johansson, Robert Lafon, David Le Mignant, Paul Stomski, Doug Summers dan Peter Wizinovich dari Observatorium W. Keck.
Proyek ini didukung oleh hibah dari National Science Foundation melalui Pusat Sains dan Teknologi untuk Optik Adaptif dan oleh Administrasi Penerbangan dan Antariksa Nasional. Sebagian besar data diperoleh di Observatorium W. Keck, yang dioperasikan sebagai kemitraan ilmiah antara Institut Teknologi California, Universitas California dan NASA, dengan pengamatan tambahan yang diperoleh di Observatorium Gemini yang dioperasikan oleh Asosiasi Universitas untuk Penelitian di Astronomi, Inc., berdasarkan perjanjian kerja sama dengan NSF atas nama kemitraan Gemini.
Sumber Asli: Rilis Berita UC Berkeley
